电网谐波检测分析方法 不指定

Category : 电机 | Post on 2011/02/28 22:09 by darlexlin | Comments:0

一、谐波定义
供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1)称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波,称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。谐波实际上是一种干扰量,使电网受到“污染”。电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制,其频率范围一般为2≤n≤40。

二、谐波源
向公用电网注入谐波电流或在公用电网上产生谐波电压的电气设备称为谐波源。具有非线性特性的电气设备是主要的谐波源,例如带有功率电子器件的变流设备,交流控制器和电弧炉、感应炉、荧光灯、变压器等。我国工业企业也越来越多的使用产生谐波的电气设备,例如晶闸管电路供电的直流提升机、交-交变频装置、轧钢机直流传动装置、晶闸管串级调速的风机水泵和冶炼电弧炉等。这些设备取用的电流是非正弦形的,其谐波分量使系统正弦电压产生畸变。谐波电流的量取决于谐波源设备本身的特性及其工作状况,而与电网参数无关,故可视为恒流源。各种晶闸管电路产生的谐波次数与其电路形式有关,称为该电路的特征谐波。对称三相变流电路的网侧特征谐波次数为:…(正整数)
式中p为一个电网周期内脉冲触发次数(或称脉动次数)。除特征谐波外,在三相电压不平衡,触发脉冲不对称或非稳定工作状态下,上述电路还会产生非特征谐波。进行谐波分析和计算最有意义的是特征谐波,如果5,7,11,13次等。对于p脉动的变流电路,假定直流侧电流为理想平滑,其网侧n次谐波电流与基波电流之比为:
式中为换流重叠角。,估算时可取。如直流侧电流波纹较大,则5次谐波幅值将增大,其余各次谐波幅值将减少。当电网接有多个谐波源时,由于各谐波源的同次谐波电流分量的相位不同,其和将小于各分量的算术和。变压器激磁电流中含有3,5,7等各次谐波分量。由于变压器的原副边绕组中总有一组为角形接法,为3次谐波提供了通路,故3次谐波电流不流入电网。但当各相激磁电流不平衡时,可使3次谐波的残余分量(最多可达20)进入电网。

三、谐波传输
对于多电压等级的电网,其谐波阻抗的特点是Zn(高压侧)Zn(低压侧)。谐波电流由低压侧流向高压侧,其大小基本上与高压侧参数无关,可视为恒流源。谐波电压由高压侧传输到低压侧,可视为恒压源。在进行谐波分析时,就是根据这个原则构造电网的谐波等效电路。
1.电网元件的频率特性
在谐波频率范围内,由于涡流和漏磁场的作用,电网元件的谐波参数要考虑长线效应,即变压器和导线的等效电阻R随频率的上升而增加,等效电感L随频率的上升而降低。电缆、导线和电容器的电容C基本不随频率变化而保持恒定。负载阻抗与频率的关系依负载的不同而异(见图1:负载有功电导频率关系图)。电机类负荷在简化分析时可只考虑其漏感。电机漏感Lsn的频率特性与变压器相似。
2.电网等效电路
电网可以由电网各元件的谐波参数Rn,Ln和Cn组成等效网络。三相对称电网的等效电路图通常采用单相表示(见图2:电网及其等效电路和阻抗矢量轨迹图)。根据等效电路计算各频率下的节点导纳矩阵Yn,求出阻抗Zn=,计算谐波电压Un=ZnIn。
电网在某些谐波频率下会发生并联谐振,导致谐波电流大幅度增加。

电网的并联谐振频率按下式计算:
式中Sk为节点B的短路功率(MVA);
Sc为电网充电功率(包括并联电容器的功率,MVA)。
谐振回路品质因数Q的大小取决于谐振频率和电网的负荷率,负荷率下降,品质因数升高。低压电网的品质因数为2~3,高压公用电网为2~5,高压工业电网约为10。低压电网无并联电容器时,其谐振频率一般不在谐波范围内。

四、谐波限值
为使电网谐波电压保持在允许值以下,必须限制谐波源注入电网的谐波电流量。大多数工业发达国家相继制定了电网谐波管理的标准或规定。谐波管理标准的制定是基于电磁相容性的原则,即在一个共同的电磁环境中,电气设备既能正常工作,又不得过量地干扰这个环境(见图3:电磁相容性)。

我国已于1993年颁布了限制电力系统谐波的国家标准《电能质量:公用电网谐波》,规定了公用电网谐波电压限值和用户向公用电网注入谐波电流的允许值(见表1及表2)。
电压或电流的正弦波形受谐波影响而畸变的程度用谐波电压或电流含有率表示:
HRVn=(Un/U1)100
HRIn=(In/I1)100
式中Un、In为第n次谐波电压、电流有效值;
U1、I1为基波电压、电流有效值。
表1公用电网谐波电压(相电压)极限值

电网标称电压
kV
电压总谐波畸变率

各次谐波电压含有率
奇次偶次
0.385.04.02.0
6(10)4.03.21.6
35(66)3.02.41.2
1102.01.60.8

表2注入公共连接点的谐波电流允许值

标准
电压
kV基准短路
容量
MVA谐波次数及谐波电流允许值(A)
234567891011121314151617181920
0.381078623962264419211628132411129.7188.6167.8
610043342134142411118.5167.1136.16.85.31.4.79.04.3
10100262013208.5156.46.85.19.34.37.93.74.1326.02.85.42.6
3525015127.7125.18.83.84.13.15.62.64.72.22.51.93.61.73.21.5
6650016138.1135.49.34.14.33.35.92.75.02.32.62.03.81.83.41.6
110750129.66.09.64.06.83.03.22.44.32.03.71.71.51.52.81.32.51.2

五、谐波危害
谐波增加电气设备的热损耗,干扰其功能甚至引发故障。另外谐波可对信息系统产生频率藕合干扰。
1.电动机
谐波电压在电动机短路阻抗上产生的谐波电流和电动机负序基波电流I一起使设备产生附加热损耗,并且在电动机起动时容易发展成干扰力矩。谐波电流和负序基波电流有效值之和一般不得大于电动机额定电流Ie的5~10,即
如果电动机不是按额定功率连续运行,可以允许短时超出上述限值。
2.电容器
谐波可使电容器过流发热。在畸变电压下电容器的电流有效值为:
有关规程规定电容器长期工作电流不得超过1.3倍额定电流(Ic=CUn)。位于谐波源附近的电容器或者滤波电容器通常按较高的电流有效值特殊制造。
3.电子装置
谐波电压可使晶闸管触发装置发生触发错误,甚至导致设备故障。谐波也会对电网音频控制系统和计算机产生不良影响。
4.通讯系统
在2.5kHz以下导线间电感电容藕合作用随频率呈近似线性上升,特别是较高次谐波会对通讯及信息处理设备产生干扰。

六、谐波测量
测量谐波电流使用低感分流器(约L/R)和电子式电钳,测量谐波电压使用电阻分压器或电容式分压器。
谐波测量设备基于快速傅立叶分析原理,由模拟滤波器和模拟(数字)相关器或者计算机组成。
谐波阻抗测量是使用一个可控式电源向电网注入谐波频率电流,然后分别测量谐波电压的幅值和相位。

七、谐波抑制
将三相桥式电路的脉动数从6提高到12,可消除5,7次谐波。将多个谐波源接于同一段母线,利用谐波的相互补偿作用也可降低电网谐波含量。
当谐波量超出规程允许值或者电网在谐波范围内有谐振时,通常设置单调谐滤波器吸收特征谐波。对于13次及以上的谐波,可设置一个高通滤波器。滤波回路也会吸收电网原有谐波并可能性导致过负荷。一般通过调整失谐率,降低品质因数或者通过附加电子装置控制电流值来避免过负荷。
电容器可通过串联电抗器形成谐波阻塞回路,以防止电容器谐波过负荷。一般将串联谐振频率定在250Hz以下。

序号

制造工艺、材料性能的波动对 电 机 性 能 的 影 响
电 磁 参 量性 能 指 标
1转子铁心外径尺寸偏小或定子铁心内径尺寸偏大,使气隙偏大空载电流增大功率因数降低
2定子、转子铁心间轴向偏移,引起铁心有效长度减小
3电工钢片导磁性能偏低
4定子、转子铁心压装质量差,净铁心长度不足空载电流和铁耗增大功率因数和效率降低
5转子斜槽度偏大转子槽漏抗增大,使电抗电流增大功率因数、最大转矩和起动转矩降低
6转子铁心叠装不整齐,槽口尺寸减小
7定子冲片毛刺过大,使铁心涡流损耗增大铁耗增大效率降低,温升增高
8定子冲片表面绝缘质量差或因压装压力过大,使绝缘层受损,引起涡流损耗增大
9电工钢片单位损耗偏高
10绕线时拉力过大,使导线直径变细定子绕组电阻增大,使转子铝耗增大效率降低,温升增高
11铸铝转子铝笼导体有未浇满、气孔和缩孔等缺陷转子电阻增大,使转子铝耗增大效率降低,转差率增高
12铝的纯度较差,导电率低
13由于零部件的不同轴度、装配不良和轴承工作游隙过小,引起转子转动不灵活机械损耗大效率降低
14润滑脂针入度选择不当或填装量过多(特别是2极电机)
15转子外径偏大,使气隙减小杂散损耗增大和谐流漏抗增大效率可能降低,温升可能增高,最大转矩和起动降低
16转子铁心的槽部和导条间的绝缘电阻小或片间渗铝,使横向电流增大杂散损耗增大温升增高,效率降低
17自扇冷封闭式电机的定子铁心与机座接触不良,影响电机散热效果温升增高

编者按:在创业过程中,到底是点子重要,还是执行重要?欢迎大家分享自己的观点。

你们中的大多数人已经知道,我是一名来自英格兰北部的电子工程博士生,并且和人共同运营着一家名为Slotzz的公司,专门生产iPad、iPhone保护壳。

 

本周我们很荣幸地被列为Shell Live Wire奖候选之一,所以如果你愿意帮忙的话请访问Shell Live Wire网站为我们的视频投一票(可惜的是你需要注册,不过注册免费而且只要花一分钟)。本周我们的网站也经过了重新设计,对2011年来说是个不错的开始。

 

创业那些事让我思索作为创业者的核心意义。我对生意很感兴趣,曾听说成功的关键是——你得有一个好的、原创的点子才有成功的机会。但等我正式学习创业,开始深入探察创业的流程之后发现点子可能不像之前听说的那么重要。

 

创业必须要有点子,不论这是原创的还是捡来的。得决定你到底想卖产品还是服务。以Facebook为例,Mark Zuckerberg倾注于以大学生为主要目标的社交网络。比尔盖茨创办了微软,却不是基于Windows的点子,他花了十年才做出这款主宰世界的旗舰产品。

 

这两个例子里都各有一个让公司在全球获得成功的点子,但其中更大的那一家并不是依靠最初的“Eureka(希腊语中的‘我发现了’,阿基米得发现测量不规则固体体积的方法之后所发出的惊呼)”概念获得成功。微软没有一开始就卖Windows,他们最初卖的是一个工作于Altair8800计算机的BASIC编译器。我太小,不知道那是什么东西,但可以肯定那不是Windows。谈到原创性,Facebook也不是第一个社交网站。之前就有Bebo、mySpace,甚至连Hi5都比它早。

微软是怎么成功的?
 

Windows不是微软最初的点子,他们是怎么成功的?和Facebook一样,他们的团队执行的很好,抓住了机遇,有一位很强的领导者担任CEO。另一个可以反应公司执行点子和好团队性重要性的例子是Paypal。

 

Paypal需要挑战银行,能不能把事情做对关乎存亡。Paypal早期的工作氛围不同寻常,人人都承担很多责任,处理一项任务的同时与多人开会似乎有点奇怪,如果效率不够的话很容易搞砸。我们当中的很多人会希望设立一项行业标准,甚至拿一个IEEE项目号。Paypal模式的成功不仅体现在自己于在2002年被ebay以13亿美元收购,还体现在它的早期员工离开公司后创建的东西:YouTube、TeslaMotors、Linkedin、Yelp等等。

 

所以很显然点子的执行值得一提,很多投资人相信点子不重要,团队才是决定值不值得投资的关键。我个人觉这把点子贬得太过分,不论团队有多好,糟糕的点子就是糟糕的点子!换句话说,我相信有成千上万得好点子由于糟糕的团队而失败。如果你能想到值得一提的事可以在评论里谈谈。

 

很可惜这是我最后一次作为学生创业者在EE Times撰文。我已经在写毕业论文,让人精疲力竭,而且Slotzz的担子也越来越重。因此我觉得现在是时候往前走了,让别人来捡起火把,成为EE Times下一个学生创业者吧。我很感谢大家的兴致,特别是留言评论的朋友。如果想要直接联系我的话请直接给我发电子邮件或者在Twitter上Follow我(◎simonbarker87),更好的是如果你有关于科技创业公司的酷点子,跟我说一声!

交流接触器基础知识 不指定

Category : 电机 | Post on 2011/02/14 21:03 by darlexlin | Comments:0

交流接触器短路环作用:磁机构的磁通是交变的,当磁通为零时,吸力也为零,这时候衔铁在弹簧的反力作用下被拉开,磁通过零后吸力再逐渐增大,吸力大过弹簧反力时衔铁又吸合,在如此反复循环的过程中衔铁产生强烈的振动和噪音,振动使电器寿命缩短,并使触点接触不良.磨损.或溶焊,装了短路环后将气隙磁通一分为二,一部分磁通穿过短路环,将在环内产生感应电动势.感应电流,产生磁通,此磁通分别与线圈电流产生的磁通不仅相位不同而且幅值也不一样,有这两个磁通产生的电磁力就不再同时过零点,这时,合成磁力就相当平稳,只要最小吸力大于反力,那么衔铁将会牢牢地吸住,不会产生振动和噪音.

交流接触器是一种电磁式自动开关,它主要用于远距离控制功率较大,启动频繁的电动机及其它负载,是电力系统中最常用的控制电器;它故障时易造成设备与人身事故,须设法排除
原因处理及分析方法
下面就交流接触器几种不同的故障现象,加以分析,并给出相应的处理方法,如下:

器件代号 器件名称 74 74LS 74HC
00 四2输入端与非门 √ √ √
01 四2输入端与非门(OC) √ √
02 四2输入端或非门 √ √ √
03 四2输入端与非门(OC) √ √
04 六反相器 √ √ √
05 六反相器(OC) √ √
06 六高压输出反相器(OC,30V) √ √
07 六高压输出缓冲,驱动器(OC,30V) √ √ √
08 四2输入端与门 √ √ √
09 四2输入端与门(OC) √ √ √
10 三3输入端与非门 √ √ √
11 三3输入端与门 √ √
12 三3输入端与非门(OC) √ √ √
13 双4输入端与非门 √ √ √
14 六反相器 √ √ √
15 三3输入端与门 (OC) √ √
16 六高压输出反相器(OC,15V) √
17 六高压输出缓冲,驱动器(OC,15V) √
20 双4输入端与非门 √ √ √
21 双4输入端与门 √ √ √
22 双4输入端与非门(OC) √ √
25 双4输入端或非门(有选通端) √ √ √
26 四2输入端高压输出与非缓冲器 √ √ √
27 三3输入端或非门 √ √ √
28 四2输入端或非缓冲器 √ √ √


器件代号 器件名称 74 74LS 74HC
30 8输入端与非门 √ √ √
32 四2输入端或门 √ √ √
33 四2输入端或非缓冲器(OC) √ √
37 四2输入端与非缓冲器 √ √
38 四2输入端与非缓冲器(OC) √ √
40 双4输入端与非缓冲器 √ √ √
42 4线-10线译码器(BCD输入) √ √
43 4线-10线译码器(余3码输入) √
44 4线-10线译码器(余3葛莱码输入) √
48 4线-7段译码器 √
49 4线-7段译码器 √
50 双2路2-2输入与或非门 √ √ √
51 2路3-3输入,2路2-2输入与或非门 √ √ √
52 4路2-3-2-2输入与或门 √
53 4路2-2-2-2输入与或非门 √
54 4路2-3-3-2输入与或非门 √ √
55 2路4-4输入与或非门 √
60 双4输入与扩展器 √ √
61 三3输入与扩展器 √
62 4路2-3-3-2输入与或扩展器 √
64 4路4-2-3-2输入与或非门 √
65 4路4-2-3-2输入与或非门(OC) √
70 与门输入J-K触发器 √
71 与或门输入J-K触发器 √
72 与门输入J-K触发器 √


器件代号 器件名称 74 74LS 74HC
74 双上升沿D型触发器 √ √
78 双D型触发器 √ √
85 四位数值比较器 √
86 四2输入端异或门 √ √ √
87 4位二进制原码/反码 √
95 4位移位寄存器 √
101 与或门输入J-K触发器 √
102 与门输入J-K触发器 √
107 双主-从J-K触发器 √
108 双主-从J-K触发器 √
109 双主-从J-K触发器 √
110 与门输入J-K触发器 √
111 双主-从J-K触发器 √ √
112 双下降沿J-K触发器 √
113 双下降沿J-K触发器 √
114 双下降沿J-K触发器 √
116 双4位锁存器 √
120 双脉冲同步驱动器 √
121 单稳态触发器 √ √ √
122 可重触发单稳态触发器 √ √ √
123 可重触发双稳态触发器 √ √ √
125 四总线缓冲器 √ √ √
126 四总线缓冲器 √ √ √
128 四2输入端或非线驱动器 √ √ √
132 四2输入端与非门 √ √ √
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